基于PLC四层电梯控制系统设计毕业论文 (最终版)

论文题目

河北机电职业技术学院毕业论文基于PLC四层电梯控制系统设计

年级： 13

专业：机电一体化

学生姓名：***

学号：************

指导教师：***

基于PLC四层电梯控制系统设计

摘要

随着科学技术的发展，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。随着自动控制理论与微电子技术的发展、电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐步被淘汰，微机控制系统虽智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，备受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。

[关键词]: 电梯，PLC

目录

摘要 (1)

第一章绪论 (2)

一可编程控制器简介 (2)

1.1可编程控制器的定义 (2)

1.2 S7-200 Micro PLC 的概述 (2)

1.3可编程控制器的工作原理 (2)

1.4编程控制器与其它工业比较 (3)

二、变频器简介 (4)

2.1变频器的定义 (4)

2.2变频器的工作原理 (5)

三、传感器简介 (6)

3.1传感器的定义 (6)

3.2传感器的分类 (6)

第二章四层电梯控制系统设计方案论证 (7)

2.1设计方案比较 (7)

2.2可编程控制器（PLC）的选择 (7)

2.3 变频器的选择 (7)

第三章硬件设计 (8)

3.0系统框图 (8)

3.1 变频器参数设置 (8)

3.2减速及平层控制 (9)

3.3 电梯机房里的主要部件 (10)

3.4 电梯井道里的主要部件 (11)

3.5 轿厢上的主要部件 (11)

3.6 电梯层门口的主要部件 (12)

3.7电梯的安全保护环节 (12)

3.8电梯控制系统操作过程 (12)

3.9电梯控制系统实现的功能 (13)

第四章软件设计 (14)

4.1：I/O(输入/输出)端口分配 (14)

4.2：外部接线图 (15)

4.3：梯形图 (16)

4.4梯形图控制分析 (30)

设计心得 (33)

参考文献 (33)

第一章绪论

一、可编程控制器简介

1.1可编程控制器的定义

PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中而设计的。它采用一类可编程的控制器，用于其内部存储程序执行逻辑运算，顺序控制，定时，技术与运算操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

1.2 S7-200 Micro PLC 的概述

S7-200系列是一类可编程逻辑控制器(Micro PLC)。这一系列产品可以满足多种多样自动化控制需要，（如图1.2）展示一台S7-200Micro PLC。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。

图1.2 西门子PLC S7-200外部结构

1.3可编程控制器的工作原理

（一）PLC的工作方式

PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大的不同，微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有按键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序，无按键按下，则继续扫描等待。PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行对。当PLC运行时，CPU根据用具按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，在开始下一次扫描；如此周而复始。实际上PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断。通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。（1）自诊断

每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容包括I/O部分、存储器、CPU 等，并通过CPU设置定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，如果发现异常，则停机并显示出错，若自诊断正常，则继续向下扫描。

(2)通讯服务

PLC检查是否有与编程器、计算机等的通讯要求，若有则惊醒相应处理。

（3）输入处理

PLC在输入刷新阶段，首先以扫描方式按顺序从输入缩存器中写入所有输入端子的状态或数据，并将其存入内存中为其专门开辟的暂存区—输入状态映像区中，这一过程称为输入采样，或是如刷新，随后关闭输入端口，进入程序执行阶段，即使输入端有变化，输入映像区的内容也不会改变，变化的输入信号的状态只能在下一个扫描周期的输入刷新阶段被读入。

（4）输出处理

同输入状态映像区一样，PLC内存中也有一块专门的区域称为输出状态映像区，当程序的所有指令执行完毕，输出状态映像区中所有输出继电器的状态就在CPU的控制下被一次集中送至输出锁存器中，并通过一定的输出方式输出，推动外部的相应执行器件工作，这就是PLC输出刷新阶段。(5) 程序执行

PLC在程序执行阶段，按用户程序顺序扫描执行每条指令。从输入状态映像区独处输入信号的状态，经过相应的运算处理等，将结果写入输出状态映像区。通常将自诊断和通讯服务合称为监视服务。输入刷新和输出刷新称为I/O刷新。可以看出，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的扫描只是在输入采样阶段进行，对输出赋的值也只有在输出刷新阶段才能被送出，而在程序执行阶段输入、输出会被封锁。这种方式称做集中采样、集中输出。